本发明属于材料制备领域，尤其涉及一种玻璃基增透清洁膜的制备方法。
背景技术：
随着科学技术的发展和人类生活水平的提高，人类面临越来越严峻的能源短缺、环境污染等威胁与挑战，如空气污染会使玻璃制品表面逐渐失去光彩。另外，玻璃制品表面吸附了空气中的有机物后，形成污垢，表面变脏。玻璃的表面清洗已成为日常生活及维护的困难。通过在玻璃表面镀膜，研制出同时具有增透和自清洁作用的镀膜玻璃的研究引起了广泛关注。其中，采用常压加热水浴或密封加热水热两种方法，通过碱性水溶液对各种组分的玻璃片进行有效刻蚀，得到增透的超亲水白清洁防雾玻璃。但该方法需要对玻璃基材进行水热预处理，所需设备和工艺复杂，难以实现工业化。采用溶胶一凝胶法制备的自清洁薄膜往往都需要在较高温度下烘烤，而且在没有光照的条件下无法实现超亲水。而采用有机成分作为增透膜层材料往往耐紫外老化性能差。
技术实现要素：
本发明旨在解决上述问题，提供一种玻璃基增透清洁膜的制备方法。
本发明的技术方案为：
一种玻璃基增透清洁膜的制备方法，其特征在于包括如下步骤：
（1）将正硅酸乙脂用无水乙醇稀释后，滴加硝酸和水的混合溶液，在30℃下超声30min，静置陈化后，用无水乙醇按总体积量稀释为原浓度的1／2后备用；
（2）取二氧化钛粉末50g溶于500mL去离子水中，超声分散制备出二氧化钛溶胶；
（3）取纳米二氧化硅溶胶和纳米二氧化钛溶胶搅拌混合均匀，滴加盐酸，调节pH值到3.5，继续搅拌30min后备用；
（4）将高硼硅玻璃基片用洗洁精和去离子水清洗5-10次，置于干燥箱内备用；
（5）在25℃，环境湿度55％的洁净环境下用提拉机对基片进行镀膜，镀膜时将基片浸入镀膜液中，静置于溶液中15min后向上提拉取出基片；
（6）将制备的镀膜片在室温下放置5min，然后放入干燥箱中以5℃／min的升温速率加热至110℃，热处理后自然冷却至室温。
本发明所述的玻璃基增透清洁膜的制备方法，所述超声分散的时间为10min。
本发明所述的玻璃基增透清洁膜的制备方法，所述静置陈化时间为48h。
本发明所述的玻璃基增透清洁膜的制备方法，所述干燥箱的温度为50℃。
本发明所述的玻璃基增透清洁膜的制备方法，所述热处理时间为30min。
本发明的技术效果在于：
本发明所述的玻璃基增透清洁膜的制备方法，在酸催化体系中以正硅酸乙酯和纳米锐钛矿型二氧化钛粉末为二氧化硅二氧化钛复合溶胶原料，采用提拉法在高硼硅玻璃基片表面制备出具有增透和自清洁功能的薄膜，所述薄膜的增透效果最好，透过率增加3％，同时也有较好的自洁效果，且本发明所述的制备方法简单，易于操作，适于推广应用。
具体实施方式
实施例1
一种玻璃基增透清洁膜的制备方法，其特征在于包括如下步骤：
（1）将正硅酸乙脂用无水乙醇稀释后，滴加硝酸和水的混合溶液，在30℃下超声30min，静置陈化后，用无水乙醇按总体积量稀释为原浓度的1／2后备用；
（2）取二氧化钛粉末50g溶于500mL去离子水中，超声分散制备出二氧化钛溶胶；
（3）取纳米二氧化硅溶胶和纳米二氧化钛溶胶搅拌混合均匀，滴加盐酸，调节pH值到3.5，继续搅拌30min后备用；
（4）将高硼硅玻璃基片用洗洁精和去离子水清洗5-10次，置于干燥箱内备用；
（5）在25℃，环境湿度55％的洁净环境下用提拉机对基片进行镀膜，镀膜时将基片浸入镀膜液中，静置于溶液中15min后向上提拉取出基片；
（6）将制备的镀膜片在室温下放置5min，然后放入干燥箱中以5℃／min的升温速率加热至110℃，热处理后自然冷却至室温。
本发明所述的玻璃基增透清洁膜的制备方法，所述超声分散的时间为10min。
本发明所述的玻璃基增透清洁膜的制备方法，所述静置陈化时间为48h。
本发明所述的玻璃基增透清洁膜的制备方法，所述干燥箱的温度为50℃。
本发明所述的玻璃基增透清洁膜的制备方法，所述热处理时间为30min。
玻璃表面所镀薄膜中透明状的二氧化硅胶体粒子分布均匀，没有明显开裂现象。明亮的二氧化硅团聚胶粒呈小岛状分散，平均粒径在5-20μm。将制备好的镀膜玻璃片放入干燥箱中以5℃/min的升温速率加热至110℃，控制水分的蒸发速率可缓释溶胶向凝胶转变过程中产生的应力。同时，缓慢升温能够防止薄膜因高分子分解而造成的对原有结构的破坏，得到平整的薄膜，避免因膜层表面状态变差而造成的散射问题。较分散的二氧化钛团聚胶粒能让光线通过间隙透过玻璃，从而减小了因二氧化钛折射率较大降低透过率的影响。
增透自洁玻璃表面所镀二氧化硅二氧化钛复合薄膜较平坦，对未镀膜玻璃表面而言如同覆盖了一层毛绒状外衣，增大了液体与玻璃表面的接触面积，并具有合适的粗糙度，从而提高了液体与玻璃表面的浸润性。
太阳能辐射大部分集中在170-4000 nm波长范围，其中50％的能量集中在可见光区，43％在红外区，7％在紫外区。因此充分利用好可见光和红外区域的太阳辐射是提高能量利用率的有效手段之一。
镀膜时提拉速度是影响薄膜增透性的重要因素。当提拉速度从5cm/min加快到10cm/min时，镀膜玻璃的透过率不断提高，透过率最高增加2.5％。当提拉速度从10cm／min加快到12cm／min时，镀膜玻璃的透过率有所下降。原因可能是开始随着提拉速度提高，溶胶在玻璃表面相对运动速度加快，薄膜接近最佳薄膜厚度，大约为530nm波长的四分之一，而当提拉速度太快，薄膜小于最佳薄膜厚度时，增透效果就有所降低。
镀膜玻璃透过率曲线在450-800nm的范围都能均匀增透2％以上，曲线与玻璃基片的透过率曲线相平行，当在靠近紫外的400-450nm波长区域，镀膜玻璃的透过率陡然下降，与玻璃基片的透过率曲线呈相交的趋势。可能的原因是镀膜溶胶中所含的二氧化钛胶体粒子对高能量光线有较大的吸收而影响了镀膜玻璃整体的增透效果。
镀膜玻璃所用的镀膜液主要成分为二氧化硅溶胶和二氧化钛溶胶，其中二氧化硅溶胶对薄膜增透起主要作用，二氧化钛溶胶则是作为光致超亲水性能的主要材料。增透自清洁薄膜在提高增透性能的同时必然会降低其光致超亲水性。达到超亲水性，水滴在镀膜玻璃表面很容易自然铺展开来。
对不同硅/钛比配置的复合溶胶对薄膜的增透性能和光致超亲水性能进行了研究，在硅/钛比小于8时，随着硅/钛比的提高，透过率的增加值也随之变大，但再继续增加硅/钛比，透过率的增加接近平台。可能的原因是在一定的提拉速度下，增大硅/钛比使得溶胶黏度变大，而过大的黏度不利于形成合适厚度的薄膜层。
随着硅/钛比的提高，镀膜玻璃对水接触角越来越大，当硅/钛比大于10时，对水接触角已大于50，使得玻璃表面在紫外照射下不能表现超亲水性。原因可能是过大的硅/钛比稀释了二氧化钛溶胶所占比例，另外二氧化硅溶胶为疏水性，过多二氧化硅纳米胶粒不利于镀膜玻璃表面亲水性的形成。因此，在一定提拉速度下，选择合适的硅/钛比对调节增透自洁镀膜玻璃整体性能很重要，使其达到合理优值。